被动运输-高一上学期生物人教版必修1

药物毒理:硝苯地平(以下简称NF)通过阻碍心肌及血管平滑肌钙离子的膜转运，抑制钙离子向细胞内的流入，引起心肌的收缩性降低和血管扩张。……药物毒理:苯磺酸氨氯地平是二氢吡啶类钙拮抗剂(钙离子拮抗剂或慢通道阻滞剂)。心肌和平滑肌的收缩依赖于细胞外钙离子通过特异性离子通道进入细胞。……治疗高血压的药物细胞膜是怎样控制物质输入和输出的呢?不同的物质跨膜运输的方式一样吗?这与细胞膜的结构有什么关系呢?掌控着道道闸门，驱动着各式舟车。输入输出中忙碌，被动主动间选择。生物大分子铸就，神奇的生命之膜。人教版高中生物学必修1《分子与细胞》第1节被动运输第4章细胞的物质输入和输出《渗透现象》—张晓燕观看微课视频《渗透现象》，思考并回答下列问题。蔗糖溶液的液面为什么会升高？蔗糖溶液的液面会无限升高吗？请说明原因？要发生渗透现象，需要满足哪些条件？扩散：物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。扩散的速率与物质的浓度梯度成正比。渗透作用：水分子（或其它溶剂分子）通过半透膜的扩散。【相关概念】一、水进出细胞的原理——渗透作用1.渗透作用发生的条件2.水分子的扩散方向溶液浓度：低浓度溶液→高浓度溶液水的相对含量：顺相对含量梯度，即高→低【特别说明】溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相同，但物质的量的浓度是10%蔗糖溶液的小，故水由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。1.如图，甲、乙为两个渗透装置。甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是较长时间后，根据漏斗内外水分子达到动态平衡时的状态，判断下列有关叙述错误的是（C）图甲中③为半透膜，水分子能自由通过图甲中溶液②的浓度大于溶液①的浓度图乙中溶液①的浓度与溶液②的浓度相等图甲中溶液①和②浓度差越大，则图乙中的水柱越高【活动一】分析水进出哺乳动物红细胞的原理分析上图，并思考下列问题：1.红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？2.红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？有的能通过细胞膜，有的不能。如血红蛋白是生物大分子，不能通过。是。但细胞膜具有生命活性，物质通过细胞膜的方式不只是简单扩散。【活动一】分析水进出哺乳动物红细胞的原理3.当外界溶液溶质的浓度低时，红细胞一定会由于吸水而涨破吗？4.红细胞吸水或失水取决于什么条件？5.想一想临床上输液为什么要用生理盐水。不一定。取决于红细胞内外溶液的浓度差。一般情况下，浓度差越大时，细胞吸水或失水越多。因为生理盐水的浓度与血浆的浓度基本一致，血细胞不会因为过度吸水或失水而出现形态和功能上的异常。水进出其它动物细胞呢？与进出红细胞的原理一样：渗透作用【归纳】动物细胞的吸水和失水将有些萎蔫的菜叶浸泡在清水中，不久，菜叶就会变得硬挺。将白菜剁碎做馅时，常常要放一些盐，稍过一会儿就可见到有水分渗出。对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象。分析以上资料，你能得出什么结论？植物细胞和动物细胞一样，也能发生吸水和失水现象。失水和吸水与外界溶液的浓度有关。【活动二】分析水进出植物细胞的原理阅读教材P63最后一段，结合植物细胞的结构思考下列问题：1.水分子能否自由通过细胞壁？说说你的理由。2.当外界溶液的浓度低时，植物细胞会由于吸水而涨破吗？请说明原因。3.植物细胞内的液体环境主要指的是什么？4.在植物细胞中有没有相当于半透膜的结构？请具体说明。【实验】探究植物细胞的吸水和失水外界溶液中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液变小原生质层脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置基本不变【归纳】植物细胞的吸水和失水1.发生质壁分离的细胞，细胞壁内侧的溶液是什么？判断依据是什么？【想一想】2.动物细胞在高浓度溶液中是否会发生质壁分离现象？细胞壁是全透性的，发生质壁分离细胞的细胞壁内侧溶液是外界溶液。动物细胞没有细胞壁，因此在高浓度溶液中不会发生质壁分离现象，但是会失水皱缩。2.基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是（D）成熟植物细胞的死活原生质层比细胞壁的伸缩性大成熟的植物细胞能进行渗透吸水水分子可以通过通道蛋白进入细胞3.假如将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，在显微镜下连续观察，可以预测甲乙两细胞的变化是（B）甲乙两细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原甲乙两细胞都发生质壁分离，但乙细胞很快发生质壁分离复原只有乙细胞发生质壁分离，但不会发生质壁分离复原甲乙两细胞发生质壁分离，随后都很快发生质壁分离复原植物细胞发生质壁分离和复原的条件：活的、成熟的细胞（具有中央大液泡）；具有浓度差外界溶液中的溶质分子如甘油、KNO3可通过原生质层进入细胞，植物细胞发生质壁分离后可自动复原；外界溶液中的溶质分子如蔗糖不能通过原生质层进入细胞，植物细胞发生质壁分离后不能自动复原。若外界溶液浓度过高，植物细胞发生质壁分离后还会因过度失水而死亡像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。二、自由扩散和协助扩散自由扩散观察左图，氧气和二氧化碳是如何通过进出细胞的？通过简单的扩散作用物质进出细胞的方式，叫作自由扩散。【思考】甘油、乙醇等分子为什么能以自由扩散的方式进出细胞？甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。【总结】能够以自由扩散进出细胞的物质有：水、O2、CO2、N2等不带电荷的无机小分子；甘油、乙醇、苯等脂溶性有机小分子【思考】葡萄糖、氨基酸、离子等物质是细胞生命活动所需的，但不能通过自由扩散通过脂双层膜，它们又是如何进出细胞的？借助膜上的转运蛋白这种进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。【总结】能够以协助扩散进出细胞的物质有：水、Na+、K+、Cl-、Ca2+等离子和葡萄糖等一些较小的有机分子不同物质的转运蛋白是否相同？观察下图，你能看出通道蛋白和载体蛋白有各自具有什么特点？通道蛋白（Na+、K+、Cl-、Ca2+）载体蛋白（葡萄糖、氨基酸）只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过；分子或离子通过时，不需要与通道蛋白结合。只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过；每次转运时都会发生自身构象的改变。特异性【归纳】自由扩散和协助扩散的特点项目自由扩散协助扩散相同点扩散方向顺浓度梯度，即高浓度→低浓度能量需求不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量不同点借助膜转运蛋白不借助借助举例水、气体、甘油、乙醇、苯、尿素等水、葡萄糖、氨基酸、离子等影响因素膜内外物质浓度梯度大小膜内外物质浓度梯度大小、转运蛋白的数量【研究表明】水分子更多的是以协助扩散方式进出细胞的。4.图中曲线①②表示物质跨膜运输的两种方式，下列有关叙述错误的是（C）乙醇、脂肪酸等物质可以通过方式①进出细胞人的成熟的红细胞吸收葡萄糖的方式可用②表示水分子主要通过方式①进出细胞加入蛋白质变性剂会降低②的转运速率①②被转运分子浓度转运速率图A表示的转运方式是_________,其转运速率主要取决于__________。图B表示的方式若是协助扩散,那么ab段的限制因素是__________,bc段的限制因素是________________。(3)下列物质中,以方式A进行转运